单片机课程设计报告.doc

单片机与嵌入式系统 课程设计报告书 系 部： 专业班级： 学 号： 指导教师： 报告成绩： 目 录 一、设计思想 3 二、设计步骤 3 三、设计的具体实现—调试过程 4 四、结果分析 8 五、心得体会 8 六、参考文献 9 步进电机正反转控制设计报告 徐孝娜 山东工商学院计算机学 Email:xuxiaona2007@126.com 摘要：用单片机控制步进电机正反转和彩灯的循环点亮。以三相电机双三拍为例，对单次脉冲计数，为一时电机正转，彩灯正向点亮，为二时电机反转，彩灯反向点亮，为三时彩灯点亮。 关键字： 单片机 步进电机 彩灯 一．设计思想 控制步进电机的正反转实现如下功能： ．送电时步进电机停止，彩灯全部点亮； ．拨动按钮开关，步进电机正转，彩灯正向循环点亮，拨动按钮开关，步进电机逆转彩灯反向点亮； ．拨动按钮开关，步进电机停转，彩灯全部点亮 为了实现上述功能，在做设计时，我采用单片机为核心，将步进电机和彩灯作为负载通开关脉冲产生中断实现上述功能。 二．设计步骤 实现对彩灯和步进电机的控制，可以通过单片机的并行接口连接： 对彩灯的控制 用P2口作为输出口接8位LED灯，当该位上送入高电平时，灯不亮，送入低电平时灯点亮，这样可以向P2口送入不同的数值，实现不同的点亮方式。 对步进电机的控制 步进电机实际上是一个数字/角度转换器，也是一个串行的模/数转换器。在非超载的情况下电动机的转速，停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数么人不熟负载的影响，即给电动机加一个脉冲信号，电动机就转过一个步距角。 典型的步进电机控制系统，如下图所示： 图1 步进电机控制系统主要是由步进控制器、功率放大器及步进电机组成。步进电机控制器、环形分配器、控制逻辑及正反转控制门等组成。它的作用就是把输入的脉冲转换成环形脉冲，以便控制步进电机，并能进行正反向控制。功率放大器的作用就是把控制输出的环形脉冲加以放大，以驱动步进电机。在这种控制方式中。由于步进控制器线路复杂、成本高，因而限制了应用。但是，如果采用计算机控制系统，由软件代替上述步进控制器，问题就大大简化。 特别是采用单片机控制，更可以根据系统的要求，灵活地改变步进电机的控制方案，使用起来很方便。 典型的单片机微型机控制步进电机系统原理图如下： 图2 图2与图1相比，主要的区别在于用单片机代替了步进控制器。因此，单片机的主要作用就是把并行二进制码转换成串行的脉冲序列，并实现方向控制。每当步进电机脉冲输入线上得到一个脉冲，它便沿着转向控制线信号所确定的方向走一步。 所以，在用单片机实现控制的过程中首要解决的问题： 用软件的方法实现脉冲序列； 步进电机的方向控制； 步进电机控制程序的设计。 三．设计的具体实现-调试过程 1.脉冲序列的生成 在步进电机控制软件中必须解决的一个重要问题，就是产生一个如图3所示的周期性脉冲序列。 图3 从图3看出，脉冲是用周期、脉冲高度、接通与断开电源得时间来表示得。对于一个数字线来说，脉冲告诉是有使用的数字元件电平来决定的。接通和断开时间可用延时得办法来控制，例如，当向不仅地那几相应的数字线送高电平时（表示接通），步进电机便开始步进。但由于步进电机的“步进”是需要一定时间的，所以在送一高脉冲后，需延时一段时间，以使步进电机达到指定的位置。由此可见，用计算机控制步进电机实际上由计算机产生一系列脉冲波。 用软件实现脉冲波的方法是先输出一高电平，然后再利用软件延时一段时间，而后输出低电平，再延时。延时时间的长短由步进电机的工作频率决定。 2.方向控制 常用的步进电机有三相、四相、五相、六相4种，其旋转方向与内部绕组得通电顺序有关。以三相步进电机双三拍为例，通电顺序为AB--BC--CA--AB,如果按上述通电顺序进行通电，则步进电机正向转动；反之，如果通电顺序与上述顺序相反，则反向转动。 步进电机的方向控制方法是： 用单片机输出接口的每一位控制一相绕组，例如，用8位单片机控制三相步进电机时，